REKAYASA SIPIL / Volume 16, No.1 – 2022 ISSN 1978 - 5658 9
ANALISIS PERKUATAN LERENG AKIBAT LONGSOR DI DESA DESA DOMPYONG
Endah Nurhidayah
1, Paksitya Purnama Putra
*2, Indra Nurtjahjaningtyas
21Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Jember 2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Jember
Korespondensi: [email protected]
ABSTRACT
An unstable slope is identical to the low value of their factor of safety (FS). Slope with low FS are in critical condition, which can cause landslides. On the other hand, the presence of triggering factor such as rain and human activities will increase the percentage of landslide. It has happened in Dompyong village. The Rocscience Slide Program, used to analyze slope stability in Dompyong village based on the simplified – bishop method. Based on the analysis, the FS value of the initial condition of slope is 0,85. Therefore, the slope is in critical condition because the FS value is less than 1,07. A combination method of retaining wall and micropiles is used to strengthen slope stability. This method can increase the FS value to 1,370. The slope is in a stable condition relatively because the FS value is more than 1,25.
Keyword: factor of safety, landslides, micropiles, retaining wall, rocscience slide, simplified-bishop
1. PENDAHULUAN
Tanah longsor merupakan suatu pergerakan massa pembentuk lereng yang bergerak menuruni suatu lereng maupun bergerak keluar dari lereng. Suatu lereng yang mengalami longsor biasanya disebabkan karena tingkat stabilitas lereng yang rendah. Longsor di lereng Dompyong bukanlah satu – satunya kejadian yang terjadi di Trenggalek. Daerah Trenggalek sendiri merupakan daerah yang rentan tehadap pergerakan tanah. Dilihat dari intensitas kejadian multi bencana di Kabupaten Trenggalek selama tahun 2017 terjadi 50 kejadian longsor. Pada tahun 2016 hingga Agustus 2018 setidaknya 273 kejadian longsor terjadi di Kabupaten Trenggalek [3].
Kejadian longsor ini terjadi pada saat turunnya hujan. Selain karena faktor fisik, faktor aktivitas manusia juga menjadi salah satu pemicunya. Saat terjadi hujan, air akan meresap ke dalam tanah dan menambah bobot tanah [5].
Tingkat kemiringan juga dapat mempengaruhi terjadinya longsor. Longsoran yang terjadi di lokasi berada di tepi jalan yang hanya menyisakan sedikit bagian lereng berupa mahkota lereng. Jika tidak dilakukan perbaikan lereng, ditakutkan bahwa longsor akan mulai
menggerus perkerasan jalan raya yang ada di kemudian hari.
Dalam melakukan perbaikan lereng, terlebih dahulu perlu dilakukan analisis stabilitas lereng dan identifikasi kejadian longsor yang terjadi. Penelitian ini akan menganalisis stabilitas lereng yang akan menghasilkan nilai perbandingan yaitu faktor keamanan.
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Stabilitas Lereng
Tujuan dari analisis suatu kestabilan lereng antara lain adalah untuk menentukan kestabilan suatu lereng pada kondisi tertentu, evaluasi terhadap kemungkinan terjadinya kegagalan atau keruntuhan, merencanakan perbaikan maupun pencegahan untuk lereng dan lain sebagainya. Kestabilan suatu lereng identik dengan nilai safety factor (FS). FS diperoleh dari perbandingan antara gaya yang mendorong (driving forces) dan gaya yang menahan (resisting forces). Lereng akan tetap berada pada kondisi relatif stabil jika gaya menahan lebih besar dari gaya yang mendorongnya. Kisaran nilai FS pada suatu lereng adalah sebagai berikut [3].
REKAYASA SIPIL / Volume 16, No.1 – 2022 ISSN 1978 - 5658 10
Tabel 1. Kisaran nilai FSNilai SF Kondisi Lereng FS < 1,07 Labil 1,07<FS<1,25 Kritis
FS>1,25 Relatif Stabil
2.2 Metode Analisis
Metode yang sering digunakan dalam mendefinisikan suatu SF adalah kesembangan gaya dan momen. Faktor aman terhadap momen dituliskan sebagai berikut.
(1) dengan :
FSm = faktor aman terhadap momen Mr = jumlah momen tahanan
Md = jumlah momen yang mendorong Asumsi mengenai bentuk bidang keruntuhan menjadi salah satu faktor penentu untuk melakukan analisis terhadap kestabilan lereng.
2.2.1 Metode Irisan
Analisis lereng dengan metode irisan ini menganggap bahwa tanah di atas bidang keruntuhan terdiri atas beberapa bagian blok – blok tanah kecil atau irisan tanah (Gambar 1.a) [5].
Gambar 1. Gaya – gaya pada irisan
a. Metode Fellenius
Metode ini menganggap bahwa gaya – gaya yang bekerja pada bagian kanan – kiri irisan mempunyai resultan nol pada arah tegak
lurus bidang longsornya, E1 = E2 dan V1 = V2. Untuk mencari nilai faktor keamanan dengan metode Fellenius adalah sebagai berikut [2].
(2)
dengan :
FS = faktor aman metode Fellenius Ni = gaya pada irisan ke i
Wi = berat irisan ke-i c’ = kohesi tanah φ’ = sudut geser
Metode Fellenius memberikan nilai SF yang 20% relatif lebih rendah dari cara perhitungan yang lebih teliti.
b. Metode Simplified – Bishop
Metode ini menganggap bahwa gaya – gaya geser di samping irisan adalah sama dan saling berlawanan arah, V1 = V2. Tetapi gaya – gaya normal pada irisan tidak sama besarnya, E1 ≠ E2. Untuk mencari nilai FS lereng dapat menggunakan rumus berikut.
(3)
Analisis stabilitas pada penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa metode Fellenius memiliki rentang perbedaan 6 – 20% terhadap metode Simplified-Bishop [1]. Selain itu, metode Fellenius hanya tepat akurat pada sat sudut geser tanah pada lereng sebesar 0o. Sehingga dalam analisis stabilitas yang digunakan pada pembahasan ini adalah metode Simplified -Bishop.
2.3 Rocscience Slide
Slide merupakan program analisis stabilitas dua dimensi yang digunakan untuk mendesain dan/ atau menganalisis lereng alami maupun lereng buatan manusia seperti hasil galian, timbunan yang termasuk juga bendungan dan struktur penahan seperti dinding penahan tanah dan soil nail [7]. Slide dilengkapi dengan fitur metode dan iterasi yang dapat dikustomisasi oleh pengguna. Selain itu, dalam Slide dilengkapi dengan perbaikan lereng dengan berbagai metode perbaikan.
REKAYASA SIPIL / Volume 16, No.1 – 2022 ISSN 1978 - 5658 11
2.4 Dinding Penahan TanahDinding penahan tanah merupakan suatu konstruksi yang berfungsi untuk menahan tanah dari keruntuhan karena stabilitasnya yang kurang. Dinding penahan tanah memiliki beberapa tipe. Pada pembahasan ini, tipe yang direncanakan merupakan tipe cantilever wall.
Cantilever wall terdiri atas bagian dinding vertikal dan tapak lantai. Jenis dinding penahan ini ekonomis untuk ketinggian sekitar 8 meter [2].
2.4.1 Proporsi Desain
Desain dinding penahan memiliki karakteristik dan syarat minimum ukuran dari bagian – bagian tertentu. Berikut adalah proporsi desain bagian – bagian dinding catillever [2].
Gambar 2. Proporsi dimensi dinding penahan
2.4.2 Analisis Stabilitas Dinding Penahan Dalam perencanaannya, dinding penahan mungkin akan mengalami kegagalan pada suatu kondisi tertentu.
Gambar 3. Kegagalan dinding penahan
Kondisi tersebut meliputi kegagalan terhadap guling (overturning) yang ditunjukkan Gambar 4.a, kegagalan terhadap geser (sliding) Gambar 4.b, kegagalan karena kehilangan daya dukung (bearing capacity) Gambar 4.c, dan kegagalan terhadap geser mendalam (deep-seated) Gambar 4.d. Masing – masing kegagalan tersebut dapat dihitung dengan rumus berikut.
a. Pemeriksaan Terhadap Guling (overturning)
Faktor keamanan terhadap guling ditinjau pada suatu titik yang berada pada bagian depan dinding penahan. Perhitungan terhadap guling dapat dihitung dengan rumus berikut.
(4)
Dengan :
FS = faktor aman terhadap guling
∑Mo = jumlah momen guling di titik tinjau
∑MR = jumlah momen tahanan di titik tinjau Umumnya nila FS yang diizinkan untuk tahanan guling sebesar 2 – 3.
b. Pemeriksaan Terhadap Geser (sliding) Faktor keamanan terhadap geser ditunjukkan dalam persamaan berikut.
(5) Dengan :
FS = faktor aman terhadap geser
∑F’R = jumlah gaya horizontal
∑Fd = jumlah gaya dorong horisontal Nilai minimum FS yang disarankan adalah 1,5.
REKAYASA SIPIL / Volume 16, No.1 – 2022 ISSN 1978 - 5658 12
c. Pemeriksaan Terhadap KehilanganDaya Dukung (bearing capacity)
Nilai faktor keamanan terhadap daya dukung dapat dicari dengan rumus berikut.
(6) Dengan :
FS = faktor aman terhadap daya dukung qu = daya dukung ultimate
qtoe = daya dukung kaki
Nilai FS minimum yang diperkenankan adalah 3.
Suatu dinding penahan tanah yang direncanakan harus memenuhi ketiga pemeriksaan tersebut. Untuk memenuhi persyaratan tersebut maka hal yang dapat dilakukan adalah dengan mencoba – coba merubah dimensi dinding penahan di beberapa ukuran komponennya.
2.5 Micropiles
Micropiles menjadi salah satu alternatif untuk menyelesaikan berbagai masalah yang dijumpai di lapangan. Micropiles adalah semua tiang yang memiliki diameter kecil antara 75 – 250 mm [4]. Tiang ini dapat digunakan untuk beban axial dalam kedua arah karena kemampuannya menahan gaya tekan sebaik gaya tarik. Micropiles dapat digunakan sebagai pondasi bangunan, pondasi pier jembatan, untuk stabilitas lereng dan lain sebagainya yang dapat dipasang secara berkelompok maupun sebagai tiang tunggal. Micropiles memiliki kelebihan dari segi penerapan di lapangan dan waktu pemasangan yang relatif lebih singkat.
Namun masih tinggi dari segi biaya yang harus dikeluarkan.
Perbaikan lereng yang digunakan merupakan kombinasi antara dinding penahan tanah dan micropile. Perbaikan dengan microple dapat dilakukan untuk menghindari geser pada tanah [6].
3. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Area Gunung Surenlor, di Dusun Ngelo, Desa Dompyong, Kecamatan Bendungan, Kabupaten Trenggalek.
Lokasi yang ditinjau tepatnya berada pada koordinat 7°56'23.1"S 111°43'19.3"E.
Gambar 4. Lokasi Penelitian
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer dan data sekunder. Data primer merupakan data pengukuran geometri lereng. Sedangkan data sekunder berupa data tanah hasil pengujian CPT.
Dari data tersebut setelah dilakukan korelasi diperoleh data karakteristik tanah sebagai berikut.
Tabel 2. Karakteristik tanah di tubuh lereng
Parameter Nilai Satuan
c 12 kN/m2
γ 17 kN/m2)
φ 17 o
Sedangkan untuk geometri lereng setelah dilakukan pengukuran lapangan diperoleh hasil sebagai berikut.
Gambar 5. Geometri lereng
Ketinggian lereng hasil pengukuran adalah 16,75. Dari kedua komponen karakteristik tanah dan geometri lereng kemudian dilakukan pemodelan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Safety Factor Lereng
Pemodelan dengan Slide menghasilkan nilai FS paling minimum dari suatu lereng yang didahului dengan input geometri lereng, karakteristik tanah, beban, metode dan lain –
REKAYASA SIPIL / Volume 16, No.1 – 2022 ISSN 1978 - 5658 13
lain. Setelah proses input selesai akan dilakukanperhitungan/running kemudian dilanjutkan dengan proses interpretasi. Nilai FS yang dihasilkan dari lereng tersebut adalah sebagai berikut.
Gambar 6. Interpretasi nilai FS lereng Nilai FS lereng adalah 0,850 menunjukkan bahwa lereng dalam kondisi kritis yang artinya ada kemunginan besar bahwa longsor terjadi. Selain itu Slide juga dapat menghasilkan beberapa grafik, salah satunya kuat geser.
Gambar 7. Grafik shear strength
Penurunan nilai kuat geser/ shear strength seperti Gambar 7. terjadi pada jarak 15 m pada bidang longsor yang terjadi.
Menurunnya kuat geser tanah mengakibatkan terjadinya longsor.
4.2 Perencanaan Perbaikan Lereng
Perencanaan perbaikan lereng didahului dengan menerapkan metode kontrol yaitu dengan membuat bangku atau trap pada lereng terlebih dahulu. Lereng dipotong dengan membuat bidang vertikal setinggi 6 meter dan membuat bidang horizontal dengan lebar 6 meter. Kemudian dinding penahan akan direncanakan pada bagian kaki lereng.
Gambar 8. Pembuatan bangku pada lereng Sudut kemiringan tanah yang berada tepat di atas dinding penahan direncanakan sebesar 10o. Hasil perencanaan dimensi dinding penahan tanah berdasarkan Gambar 2 adalah sebagai berikut.
Tabel 3. Dimensi hasil perencanaan
Bagian Dimensi Satuan
A 0,3 m
H1 0,669873 m
H2 6 m
H3 1,25 m
B 5,3 m
B1 1,5 m
B2 1,3 m
B3 2,5 m
A’ 1 m
D 1,5 m
Dimensi hasil perencanaan tersebut telah dilakukan cek atau pemeriksaan terhadap stabilitas pada masing – masing parameter.
Hasil tersebut adalah sebagai berikut.
Tabel 4. Pemeriksaan analisis stabilitas
Parameter Nilai Memenuhi/Tidak
Guling 2,69 Memenuhi
Geser 1,58 Memenuhi
Daya dukung 3,10 Memenuhi
Sedangkan micropile yang direncanakan memiliki spesifikasi sebagai berikut.
REKAYASA SIPIL / Volume 16, No.1 – 2022 ISSN 1978 - 5658 14
Tabel 5. Spesifikasi micropilesParameter Nilai Satuan
Panjang 5 m
Geser rencana 30 KPa
Sudut pasang 45 o
Jumlah micropiles yang dipasang dilakukan dengan coba – coba untuk mendapatkan kondisi lereng hingga mencapai kestabilan. Dari dinding penahan tanah yang direncanakan, dilakukan pemodelan kembali dengan hasil sebagai berikut.
Gambar 10. Pemodelan dengan perbaikan
Pada berbagai posisi bidang keruntuhan, nilai FS yang diperoleh pada bagian belakang dinding penahan memiliki nilai 1,370 yang mengindikasikan bahwa lereng sudah pada kondisi relatif stabil. Jumlah micropile yang digunakan sebanyak 11 buah yang tersebar
pada bagian badan dan kaki lereng.
5. KESIMPULAN
1. Hasil analisis stabilitas lereng pada lokasi penelitian menghasilkan angka keamanan sebesar 0,850. Nilai tersebut menunjukkan bahwa lereng dalam keadaan kritis karena nilai SF kurang dari 1,07.
2. Perbaikan lereng yang direncanakan adalah kombinasi dinding penahan tanah cantillever wall dan micropiles. Dimensi dinding penahan tanah adalah 5,3 meter untuk ukuran pelat dasar dan tinggi dinding 8 meter.
3. Nilai SF hasil pemodelan dengan perbaikan lereng cantilever wal dan micropiles sebesar 1,370. Nilai tersebut telah mengindikasikan bahwa lereng telah mencapai kondisi relatif stabil.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Darmadi,;Inayatillah,A., Analisis Kestabilan Lereng dengan Software Rocscience Slide [2] Das,B.M., Principles of foundation engineering
7th edition,USA,2011
[3] Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Penyusunan Kajian Penanggulangan Bencana di Kabupaten Trenggalek, Provinsi Jawa Timur, Vol. 2, Yogyakarta, 2018.
[4] Firdauz,M.F., Micropiles..
[5] Muntohar,A.S., Tanah Longsor Analisis - Prediksi – Mitigasi, Yogyakarta,2010
[6] Nurtjahjaningtyas,I., Pemilihan Metode Perbaikan Tanah untuk Kawasan Pantai, Vol.
2,2005: 65-70.
[7] Rocscience Slide, Manual Slide
